一种成膜剂及其在热镀锌用水性无铬钝化剂中的应用制造技术

本发明专利技术提供热镀锌用水性无铬钝化剂，按照质量百分比计算，所述无铬钝化剂的组成包括：成膜剂50～60％、含锆酸盐0.5％～5.5％、含钛酸盐0.1％～0.5％、填料1.5～2.5％、水性蜡1.8～3.5％，其余为水；其中所述成膜剂的组成包括软单体、硬单体、特种单体、溶剂、引发剂、表面活性剂，所述特种单体为含羧基的单体，所述表面活性剂为高分子表面活性剂和单体表面活性剂复配混合物。本发明专利技术提供的成膜剂用于水性无铬钝化剂，可以增强其中无机物和有机树脂的相容性，钝化剂在镀锌板上钝化后，能够在30s左右固化完成，满足收卷条件，且钝化剂对水质要求较低，形成的钝化层耐盐雾，涂层厚度大概在10多微米厚。

A film forming agent and its application in water-based chromium free passivator for hot galvanizing

【技术实现步骤摘要】
一种成膜剂及其在热镀锌用水性无铬钝化剂中的应用
本专利技术涉及金属表面处理
，特别是涉及一种成膜剂及其在热镀锌用水性无铬钝化剂中的应用。
技术介绍
在金属表面涂镀金属或其他非金属涂层，可有效防止基体金属的腐蚀。热浸镀金属工艺包括热浸镀锌、热浸镀铝、热浸镀锌铝合金等，大都采用溶剂法，即将待镀金属浸入熔融的液态金属浴中，提出工件冷却后，表面形成一层很薄的金属镀层，从而使耐腐蚀性能大大提高。但是镀锌板在使用时长期暴露于空气中，金属锌性质活泼，能在潮湿的大气环境中发生反应，使镀层受到腐蚀，从而导致涂层的防护效果降低，基体金属的使用寿命大大降低。因此，需要对镀层表面进行二次防腐的钝化处理，钝化处理后镀件表面可形成一层致密的钝化膜，可以保护镀件，提高其耐腐蚀性能，延长基体金属的寿命。目前，国内外应用最广泛的是铬酸盐钝化，可以有效提高抗腐蚀性，工艺成熟，但是铬酸盐中所含六价铬有很大的毒性，对人体和环境都有很大的危害，世界各国已严格限制甚至禁止使用，从而人们开始转向环保型的无铬钝化，无铬钝化主要有无机物钝化和有机物钝化，其中全无机物钝化成膜后薄膜弯曲时易脱落、附着性差，且易产生孔状结构，导致涂层不连贯，对基体金属的防护效果较差，全有机物钝化虽易附着，但是太厚、不易连接，且受热性较差，而无机-有机复合钝化工艺兼顾了人们对涂层环保性、耐腐蚀性等基本要求的同时，还能满足人们对涂装性、耐指纹性和附着性等特殊性能的要求，因此，目前无铬钝化研究倾向于无机-有机复合钝化工艺。但是无机-有机复合钝化工艺存在的问题是，一方面有机物本身不稳定，特别是常用的树脂，在酸性钝化剂中难以稳定存在，另一方面有机物与无机物的相容性较差，进而影响钝化剂的流平性、附着力等性能。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术第一方面提供了一种成膜剂，所述成膜剂的组成包括：软单体、硬单体、特种单体、溶剂、引发剂、表面活性剂；所述特种单体为含羧基的单体，按照质量百分比计算，所述特种单体占成膜剂的5～20％。作为本专利技术的一种实施方式，所述表面活性剂为高分子表面活性剂和单体表面活性剂复配混合物。作为本专利技术的一种实施方式，所述高分子表面活性剂选自羟丙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、木质素磺酸盐、酚醛缩合物磺酸盐中的一种。作为本专利技术的一种实施方式，所述高分子表面活性剂的重均分子量为2000～8000。作为本专利技术的一种实施方式，所述单体表面活性剂为双子表面活性剂和非离子表面活性剂的复配混合物。作为本专利技术的一种实施方式，所述非离子表面活性剂为HLB值为3～10的表面活性剂和HLB值为12～14的表面活性剂的复配混合物。作为本专利技术的一种实施方式，所述双子表面活性剂的pH为6.5～7.5。本专利技术的第二方面提供了一种热镀锌用水性无铬钝化剂，所述水性无铬钝化剂的组成包括上述的成膜剂，按照质量百分比计算，所述成膜剂占无铬钝化剂的50～60％。作为本专利技术的一种实施方式，所述水性无铬钝化剂还包括含锆酸盐0.5％～5.5％、含钛酸盐0.1％～0.5％、填料1.5～2.5％、水性蜡1.8～3.5％、多元羧酸1.2～5％，其余为水。作为本专利技术的一种实施方式，所述多元酸为含有环烷烃的三元酸。有益效果：本专利技术提供的成膜剂稳定性、耐酸碱性、耐热性较好，与无机物复配制得的水性无铬钝化剂，相容性较好，水性无铬钝化剂在镀锌板上钝化后，能够在30s左右固化完成，满足收卷条件，同时本专利技术提供的水性无铬钝化剂镀对水质要求较低，形成的钝化层耐盐雾，涂层厚度大概在10多微米厚。具体实施方式结合以下本专利技术的优选实施方法的详述以及包括的实施例可进一步地理解本专利技术的内容。除非另有说明，本文中使用的所有技术及科学术语均具有与本申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。本专利技术第一方面提供了一种成膜剂，所述成膜剂的组成包括：软单体、硬单体、特种单体、溶剂、引发剂、表面活性剂；所述特种单体为含羧基的单体，按照质量百分比计算，所述特种单体占成膜剂的5～20％。软单体本专利技术中，所述软单体选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸十二烷酯中的一种或多种。硬单体本专利技术中，所述硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯腈、丙烯酰胺、苯乙烯中的一种或多种。特种单体本专利技术中，所述特种单体为含羧基的单体，选自丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、乙二胺四乙酸、糖醛酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、对氨基苯甲酸中的一种或多种。为了提高钝化剂成膜后涂层的附着力，同时保证成膜的流平性，本专利技术中所述软单体、硬单体、特种单体、溶剂、引发剂、表面活性剂的质量比为10：7：(3～8)：15：0.5：0.13。表面活性剂本专利技术中，所述表面活性剂为高分子表面活性剂和单体表面活性剂复配混合物。作为本专利技术的一种实施方式，所述高分子表面活性剂选自羟丙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、木质素磺酸盐、酚醛缩合物磺酸盐中的一种。从提高产品对水质的不敏感度出发，所述高分子表面活性剂选自聚丙烯酸钠。作为本专利技术的一种实施方式，所述聚丙烯酸钠的重均分子量为2000～8000；从提高产品的成膜性角度出发，本专利技术中聚丙烯酸钠的重均分子量为5000以下，更加优选为3000～5000。本专利技术中所述单体表面活性剂为双子表面活性剂和非离子表面活性剂的复配混合物。作为本专利技术的一种实施方式，所述双子表面活性剂为阳离子双子表面活性剂，其购买自上海福田化工科技有限公司，牌号为LG300，其pH为6.5～7.5。作为本专利技术的一种实施方式，所述非离子表面活性剂为HLB值为3～10的表面活性剂和HLB值为12～14的表面活性剂的复配混合物。所述HLB值为3～10的表面活性剂选自山梨醇脂肪酸酯span60、山梨醇脂肪酸酯span85中的一种。所述HLB值为12～14的表面活性剂为聚氧乙烯(6)山梨糖醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯(6)甘油单辛酸/癸酸酯、聚氧乙烯(20)山梨糖醇酐单油酸酯中的一种。作为本专利技术的一种实施方式，所述表面活性剂为聚丙烯酸钠、阳离子双子表面活性剂、山梨醇脂肪酸酯span60和聚氧乙烯(6)山梨糖醇酐单月桂酸酯的混合物；且四者的质量比为0.5：0.1：2：2。本专利技术中对溶剂不作限定，可以选自乙醇、正丙醇、异丙醇、叔丁醇、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚中的一种或多种。本专利技术中对引发剂不作限定，可以为偶氮类，选自偶氮二异丁腈、偶氮二异戊腈、偶氮异丁酸二甲酯中的一种或多种。本专利技术中对所述成膜剂的制备方法不作限定，可以按照本领域技术人员常规使用的丙烯酸类树脂的制备方法。本专利技术第二方面提供了一种热镀锌用水性无铬钝化剂，所述水性无铬钝化剂的组成包括上述的成膜剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成膜剂，其特征在于，所述成膜剂的组成包括：软单体、硬单体、特种单体、溶剂、引发剂、表面活性剂；所述特种单体为含羧基的单体，按照质量百分比计算，所述特种单体占成膜剂的5～20％。/n

【技术特征摘要】
1.一种成膜剂，其特征在于，所述成膜剂的组成包括：软单体、硬单体、特种单体、溶剂、引发剂、表面活性剂；所述特种单体为含羧基的单体，按照质量百分比计算，所述特种单体占成膜剂的5～20％。


2.如权利要求1所述的成膜剂，其特征在于，所述表面活性剂为高分子表面活性剂和单体表面活性剂复配混合物。


3.如权利要求2所述的成膜剂，其特征在于，所述高分子表面活性剂选自羟丙基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠、木质素磺酸盐、酚醛缩合物磺酸盐中的一种。


4.如权利要求3所述的成膜剂，其特征在于，所述高分子表面活性剂的重均分子量为2000～8000。


5.如权利要求2所述的成膜剂，其特征在于，所述单体表面活性剂为双子表面活性剂和非离子表面活性剂的复配混合物。


6.如权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘风广，刘凤全，
申请(专利权)人：常州广树化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32